钢筋混凝土结构房屋的抗震修复加固
2017-09-10冯海满
冯海满
摘 要：地震是比较常见的、不可预见的自然灾害，当地震发生时，就会造成房屋的损坏。目前，我国的建筑主要还是以钢筋混凝土结构为主，因而，研究钢筋混凝土结构房屋的抗震修复对将来面对不可抗力造成的危害时，能够更从容、更正确的处理。当房屋遭受地震损坏，会导致结构抵抗力不足，因而必须对房屋进行抗震加固以提高其强度、刚度或延性，改善结构的抗震性能。钢筋混凝土结构在地震的作用下，会对结构造成破坏，结构破坏的主要表现是变形和裂缝，其中结构裂缝最为常见，根据结构裂缝的产生的位置，可以将结构裂缝分为连接裂缝和墙体裂缝两类。其中，连接裂缝，是地震在纵向墙体交接处引起的竖向裂缝，墙体裂缝是指墙体上产生的裂缝。墙体裂缝又可以细分为墙垛裂缝、墙面裂缝、洞口死角和上下部裂缝，按照墙体裂缝受力的不同，还可以分为剪切型裂缝和弯剪型裂缝，根据裂缝宽度不同，需要选取不同的加固方法及施工方案。
关键词：钢筋混凝土结构；房屋；抗震修复；加固
在各种地质灾害频发的今天，钢筋混凝土结构房屋的震后修复加固一直起到了紧要而且关键的作用。对于建筑的震后修复，需要遵循基本的加固原则。首先应综合考虑地震灾害对房屋及其他建筑物的破坏作用，做出地震破坏评价，针对不同情况采用不同的加固方法。结构加固修复的方法多种多样，加固方法的选择需要根据抗震鉴定的结果，结合结构的受力特点，综合考虑抗震加固效果，施工难易程度和成本经济性等因素综合选择。在抗震加固的工作中，还要考虑结构构件和整体结构的相互影响关系和相互作用，从而形成完整的抗震体系。
1钢筋混凝土框架结构抗震加固原则
通过对建筑物结构构件、结构受力途径的优化和改善，从而提升建筑物抗震性能，减少地震发生时受到的损坏。再对钢筋混凝土框架结构进行抗震加固时，应遵循以下原则：（1）整体原则：在制定建筑物的抗震加固方案时，应从建筑物的整体考虑，避免出现局部构件的抗震性能增强，而结构的整体抗震性能却下降。（2）体系加固原则：在进行抗震加固时，个别构件加固后引起的刚度变化，可能会对整个结构体系造成一定的影响。因此，不仅要考虑单独构件的抗震性能加固，还要同时考虑结构体系的整体抗震性能加固。（3）经济原则：在对建筑进行抗震加固时，应综合考虑其经济效果，尽量不损伤原结构，并保留具有利用价值的结构构件，尽量减少对建筑构件的更换或者拆除。此外，还应提前委托有检测鉴定资质的单位，对房屋结构进行安全性评定和抗震鉴定。加固改造设计必须符合现行国家、行业规范标准的要求。加固改造施工单位应具有特种专业（结构补强）承包资质。
2抗震加固的方法
假设抗震不可靠区的钢筋混凝土结构的强度为s0，延性为d0，抗震加固后强度要求达到sr、延性要求达到dr，因此，有三类基本的加固方法。方法一：sT>s0，dr
2.1增大截面加固法
增大截面加固法是采用外包钢筋混凝土的形式。这种方法增大了结构构件的面积和配筋，提高了结构的承重力。此方法适用于混凝土柱、梁、板等结构构件，可以有效地减缓节点区混凝土的开裂，提高节点的抗震能力，提高构件的延性，此外也能在一定程度上提高结构的抗侧刚度。但增大截面尺寸会减少建筑使用空间，这会对本方法的适用性产生阻碍。
2.2外包钢加固法
外包钢加固法是指在加固构建的周边用钢材包裹，在内部灌注粘结剂，从而提高结构构件承载力。同增大截面加固法相比，本方法对原结构的截面尺寸变化很小，施工便捷，主要适用于混凝土柱和梁等构件。
2.3结构受力体系改变加固法
结构受力体系改变加固法是在指增加结构构件，改变原结构的受力体系。在地震作用下，原结构构件承担的地震作用力分散到新增结构上，使原结构构件满足承载力抗震要求。具体的方法是增设混凝土抗震墙，钢支撑等，将原有的框架结构变为框架剪力墙结构。
2.4粘钢加固法
粘钢加固法是指采用高性能的建筑结构胶将钢板粘在构件表面，形成一个整体，达到钢板与混凝土的协同工作，增强原结构强度和刚度。这种加固方法，粘钢所占空间很小，几乎不改变构件原有外形。主要应用于混凝土断梁、断柱以及生命线建筑物的抗震加固等，具有施工工艺简单，施工工期短的特点。
2.5粘碳纤维布加固法
粘碳纤维布加固法是用高性能结构胶将碳纤维布与混凝土构件粘在一起，达到对原结构构件的加固补强，改善原构件的抗震性能。碳纤维材料的强度高于钢筋，在作为加固材料上有强度优势。碳纤维加固方法具有高强高效、材质薄、重量轻、施工便捷、久耐腐蚀等特点。但采用碳纤维加固方法对粘结胶性能要求比较高，在成本经济型上不占有优势，碳纤维布和粘结胶的成本均较高。
2.6消能减震法
随着科学技术的进步，对钢筋混凝土框架结构进行抗震加固的方法也越来越科学化。近年来，消能减震技术不断被应用到各种钢筋混凝土框架结构当中。通过在建筑物的结构中放置一定数量的消能设备，当地震发生时，消能装置会增加结构体系的阻尼系数，减少地震对结构的破坏作用。如果发生的地震较高时，进入弹塑性状态的消能装置，可以消耗地震的作用力，从而提升了建筑物的抗震性能。常见的消能设备装置有：屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器和粘性流体阻尼器等。与传统的加固技术相比，消能减震法主要优势有：（1）现场施工过程中，可以做到无湿作业，原建筑的正常功能使用不受影響。（2）既能提升建筑的抗震性能，又不改变建筑的外貌。（3）改善结构抗震性能效果明显，可满足各种抗震设防类别的要求。（4）施工成本低、施工周期短。
2.7隔震加固法
在建筑物内设置隔震层，当发生地震时，将地震产生的作用力集中到隔震层上，从而减少地震对原结构的破坏。常见的隔震方法有：橡胶垫隔震、滚珠或滚轴隔震、摆动隔震、弹簧隔震等。目前，这种方法在国外应用较为广泛，例如美国加利福尼亚的奥克兰市政大厅，该建筑在1989年的大地震中，受到了严重损坏，在进行抗震加固时，采用了基础部位增设隔震装置的抗震加固方法。
结论
总而言之，钢筋混凝土框架结构抗震设计作为一项复杂的系统性工作，对建筑结构的稳定性有着直接影响，进而影响着建筑工程的施工质量，因此，一定要提高对钢筋混凝土框架结构抗震设计的重视程度，根据工程实际情况选择合理的设计方案，采用高水平的设计方法，使钢筋混凝土框架结构的抗震性能得到提高，提升建筑工程的质量安全，进而推动建筑行业的蓬勃发展。
参考文献
[1]赵雪莲，刘祖华.钢筋混凝土框架结构的抗震加固[J].山西建筑，2017，33（3）：53～54.
[2]吴成龙，刘香.钢筋混凝土框架结构抗震加固方法浅述[J].福建建筑，2014（2）：9～11.
[3]徐邹影.钢筋混凝土框架结构抗震设计方法研究[J].滁州职业技术学院学报，2016（04）：41-43.
[4]缪志伟，马千里，叶列平.钢筋混凝土框架结构基于能量抗震设计方法研究[J].建筑结构学报，2017（12）：1-10.
（作者单位：吉林大学）
